一种基于电磁阻尼器的多孔质可倾瓦气体轴承

一种基于电磁阻尼器的多孔质可倾瓦气体轴承
1.技术领域：本发明涉及空气轴承技术领域，具体提供一种基于电磁阻尼器的多孔质可倾瓦气体轴承。
2.技术背景：多孔质可倾瓦气体轴承是在可倾瓦的金属表面粘贴了多孔质，为动静压混合气体轴承，多孔质可倾瓦气体轴承能够把多孔质静压气体轴承的优势与可倾瓦轴承的稳定性相结合，在承载力、阻尼和刚度等方面都具有良好的特性，且具有无污染、低磨损和高速度等特点，所以越来越多的被应用到透平膨胀机等高速旋转机械中。对于多孔质可倾瓦气体轴承，当转子不转动时，外部加压气体通过外部进气口进入轴承基座，从多孔质流出后在轴承和转子之间形成气膜，用来支承转子系统，实现轴承和转子间的无接触悬浮，轴承相当于静压气体轴承，多孔质材料为静压轴承的气体节流器。当转子转动后而不提供外部加压气体时，润滑气体由于动压效应而形成气膜，用来支承转子系统，轴承相当于动压气体轴承。当同时提供外部气源和驱动转子转动的外力时，由转子转动产生的动压效应和由外部气体产生的静压效应一起作用于气膜层，在转子高速运转时，气膜层的气体泄露率增大，从而造成轴承的阻尼减小，这会导致整个轴承—转子系统的运行稳定性不佳。
3.为有效提高轴承的阻尼，目前普遍采取的有效措施是在轴承上安装挤压油膜阻尼器，比如挤压油膜阻尼器轴承及具备该挤压油膜阻尼器的旋转机械(cn 111623036 a)，该申请公布了一种挤压油膜阻尼器轴承及具备该挤压油膜阻尼器的旋转机械，挤压油膜阻尼器轴承具有：内部支承环，其支承轴承部；外部支承环，其设置于内部支承环的外周；以及散逸部，其设置于外部支承环以及内部支承环中的至少任一方，在形成于内部支承环的外周面与外部支承环的内周面之间的阻尼器间隙填充有粘性流体。但挤压油膜阻尼器在工作时依然会有其内液压油泄露的问题产生，进而造成环境污染。为解决上述问题，本发明提出了一种基于电磁阻尼器的多孔质可倾瓦气体轴承。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决上述问题，提出了一种基于电磁阻尼器的多孔质可倾瓦气体轴承，将电磁阻尼器加入到多孔质可倾瓦气体轴承中，在提高轴承的阻尼的同时达到无环境污染的目的。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种基于电磁阻尼器的多孔质可倾瓦气体轴承，包括轴承基座，电磁阻尼器、可倾瓦片和多孔质，所述可倾瓦片与所述轴承基座围成同心的环状结构，所述轴承基座与可倾瓦片之间安装有电磁阻尼器，所述可倾瓦片沿轴向的外端面上设有外部进气口，所述可倾瓦片远离轴承基座的一侧设有均压槽结构，所述均压槽内安装有多孔质，所述均压槽底部设有与外部进气口相连通的多孔质供气孔。
7.优选的，所述可倾瓦片为4个，可倾瓦片沿周向等间隔布置。
8.优选的，所述可倾瓦片沿轴向的外端面上设有外部进气口，所述外部进气口与多孔质供气孔空间交叉90
°
相连通。
9.优选的，任一所述电磁阻尼器内部有2个电磁阻尼组件，所述电磁阻尼组件包括初
级部分和次级部分，所述初级部分通过连接杆安装在上端平板远离可倾瓦片一侧，所述次级部分安装在下端平板远离轴承基座一侧，所述上端平板和下端平板通过弹簧连接。
10.优选的，所述电磁阻尼组件初级部分和次级部分之间有气隙。
11.优选的，所述电磁阻尼组件次级部分包括导磁筒和导电筒，所述导磁筒的材料为纯铁，所述导电筒的材料为纯铜。
12.优选的，所述电磁阻尼组件初级部分的连接杆外环绕有环形磁体和环形磁靴，所述环形磁体为4个，环形磁体采用同极相对安装的方式安装在连接杆上，所述环形磁靴为5个，环形磁靴分别安装在环形磁体两端和环形磁体之间。
13.优选的，所述电磁阻尼器为模块化结构，任意一轴承基座和可倾瓦片之间均安装有2个电磁阻尼器。
14.优选的，所述多孔质材料为石墨多孔介质，所述多孔质与均压槽侧面之间通过填充胶粘贴连接。
15.与现有技术相比，本发明有以下增益：本发明通过引入电磁阻尼器，替代以前的挤压油膜阻尼器，能够在提高多孔质可倾瓦气体轴承整体阻尼的同时实现的完全无油工作环境，避免环境污染；本发明的电磁阻尼器为模块化结构，便于安装和调试；本发明通过外部进气口与多孔质供气孔空间交叉90
°
相连通的方式，通过调节外部进气口处气体压力来调节多孔质材料处的气体压力大小，提高静压性能。
附图说明：
16.图1为本发明整体结构立体图。
17.图2为本发明整体结构主视图。
18.图3为本发明可倾瓦片结构示意图。
19.图4为本发明多孔质示意图。
20.图5为本发明电磁阻尼器结构示意图。
21.图6为图5中a-a剖视图。
22.图7为本发明电磁阻尼组件及其b-b剖视图。
23.图中标号：1、轴承基座；2、电磁阻尼器；3、可倾瓦片；4、多孔质；5、均压槽；6、多孔质供气孔；7、外部进气口；8、上端平板；9、初级部分；10、弹簧；11、次级部分；12、下端平板；13、电磁阻尼组件；14、连接杆；15、环形磁靴；16、环形磁体；17、导电筒；18、导磁筒。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图1至图7，本发明提供一种基于电磁阻尼器的多孔质可倾瓦气体轴承：一种基于电磁阻尼器的多孔质可倾瓦气体轴承，包括轴承基座1，电磁阻尼器2、可倾瓦片3和多孔质4，所述可倾瓦片3与所述轴承基座1围成同心的环形结构，每个所述轴承基座1与可倾瓦片3之间安装有2个电磁阻尼器2，每个所述电磁阻尼器2内部有2个电磁阻尼组件13，所
述电磁阻尼组件13包括初级部分9和次级部分11，所述初级部分9通过连接杆14安装在上端平板8远离可倾瓦片3一侧，所述次级部分11安装在下端平板12远离轴承基座1一侧，所述上端平板8和下端平板12通过弹簧10连接。当振动经可倾瓦片2传递到电磁阻尼器3时，电磁阻尼器3上的弹簧10就会发生形变，电磁阻尼组件13的初级部分9就会产生运动，初级部分9和次级部分11就会由于相对运动产生电磁阻力，这样就能产生更大阻尼，达到减振效果。每个所述可倾瓦片3沿轴向的外端面上设有1个外部进气口7，每个所述可倾瓦片3远离轴承基座1的一侧设有1个均压槽5结构，每个所述均压槽5内安装有1个多孔质4，每个所述均压槽5底部设有1个与外部进气口7相连通的多孔质供气孔6。
26.在本实施例中，所述可倾瓦片3为多个，优选为4个，可倾瓦片3沿周向等间隔布置。
27.在本实施例中，所述可倾瓦片3沿轴向的外端面上设有1个外部进气口7，所述外部进气口7与多孔质供气孔6空间交叉90
°
相连通。转子不转动时，通过调节外部进气口7处气体压力来调节多孔质材料处的气体压力大小，从而提高其静压性能。
28.在本实施例中，所述电磁阻尼组件13的初部分9和次级部分11之间有气隙，便于初级部分9和次级部分11的相对运动和电磁阻尼的产生。
29.在本实施例中，所述电磁阻尼组件13次级部分11包括导磁筒18和导电筒17，所述导磁筒18的材料为导磁材料，优先为纯铁，所述导电筒17的材料为导电材料，优选为纯铜。所述电磁阻尼组件13初级部分9的连接杆14外环绕有环形磁体16和环形磁靴15，所述环形磁体16为多个，优选为4个，环形磁体16的材料优选为永磁体，环形磁体16采用同极相对安装的方式安装在连接杆14上，所述环形磁靴15优选为5个，环形磁靴15的材料优选为纯铁。在本实施例中，所述电磁阻尼器2为模块化结构，便于安装和调试。
30.在本实施例中，所述多孔质4材料优选为石墨多孔介质，所述多孔质4与均压槽5侧面之间通过填充胶粘贴连接，便于多孔质4的安装和固定。
31.以上所述，仅是本发明的较优选实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同替换、变形等，均仍属于本发明技术方案的范围内。